高中化学教材中金属性与非金属性的正确表述

翟春玉

摘  要：高中化学作为高中课程中的主要学科之一，对高中生的整体成绩有着极大的影响，其中各种性质定义之间关系密切却又存在一定的差异。但由于以前的化学教材中对于一部分物质的表述不够清晰，导致了学生在学习过程中产生了一定程度的阻碍，所以，该文主要以矛盾之一的金属性与非金属性展开讨论，探讨其中存在的问题与不足，并提出些许建议。

关键词：高中  化学  金属性  非金属性

中图分类号：G64    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）05（c）-0099-02

物质结构理论作为一项化学教学的基础定义，贯穿了整个高中化学，在高中课程中占据了一席之地。在高中化学教材必修（一）中，最能够体现物质结构理论的核心效用，对于学生学习化学、研究化学有着非同一般的意义，能够为学生了解物质的结构提供良好的基础。但是化学教材中对于某些定义与性质的解释太过于绝对，在一定方面局限了学生思考问题的能力，无论是物理还是化学，所有的理论模型几乎都不可能完整地描述出全部的真实情况，理论是基于假设之下成立的。所以，下文将分析现今我国高中化学教材中存在不全面的部分，并呼吁相关部门加以修正。

1  金属性与非金属性的规律

金属性与非金属性的基本定义是：原子是不是容易丢失，或获得电子的特性。如果元素轻易地就能够丢失电子，则叫作金属性强;与此相反，如果能够轻易地得到电子，就称为非金属性强。

在教材中对于这两方面的描述是：“在同一周期中， 各元素的原子核外电子层数相同，从左到右核电荷数依次增多， 得电子能力逐渐增强[1]”。通过课本中的内容反映出了元素的变化规律，但是对于递进过程中的部分元素有可能发生的不规律变化却没有表述。对于元素丢失电子的能力可以使用电力能的变化对比，相同的周期内，电力能是随着原子序数的变化而变化，如果原子序数增加的话，电力能也随之增加。可是能量一样的轨道电子填充出现全空（ns2 np0）、半满（ns2 np3）和全满（ns2 np6）等。这些元素的电离能相较于前后而言，可能会高于后者元素。在同族元素中，电离能与原子序数一同变化，可是从第6部分的镧系元素开始，由于受到了其收缩性质的波及，这一部分的原子与前期同族元素的半径基本相同，电离能可能较前面一期元素来讲略有升高。6期元素从铪到铅与一般规律相反，故可以认为Pb的金属性比Sn弱。

原子获取电子的能力还与其亲和能有一定的关系，基态气态原子得到一个电子形成气态阴离子所释放出的能量称为原子的第一电子亲和能，亲和能变小，元素原子获得电子的能力就会升高，与此同时，其非金属性增强。一般情况下，原子的第一亲和能多数都是负数，仅最外电子亚层已全充满的稀有气体原子（ns2 np6）和ⅡA族原子（ns2）等必须吸收能量才能加合电子， 故其第一电子亲和能为正值[2]。而电子的亲和能力强弱同时受到两个方面的影响：一是原子核的引力;二是与核外电荷的摈弃。不论在什么地方，主族内的电子亲和能与原子半径的变化成正比，能够随着原子半径的变大而变大，原子核对电子的引力减小，所以电子的亲和能由左至右呈现逐步递减的情况。在主族中由上至下呈现出递减的状态。所以，同期和同族元素的电子亲和能都不存在极其规律的变化，由于各个方面的影响，其中会发生与常规规律相驳的情况。电子亲和能最小的元素无法在每部分二周期的元素内出现，反而是从三周期或者四五周期开始出现。如第二周期元素F、O就比和三周期同族元素Cl、S的电子亲和能大，是通过添加一个电子从而产生阴离子量减小所引发的，所以对于F原子非金属性最强这种说法无法得到证实[3]。

2  判别金属性与非金属性的强弱

由上文分析可知，判别金属性与非金属性的强弱，能够通过电力能或者亲和能来进行判断。

教材中对于金属性与非金属性有着不甚明确的定义，其中主要表述了金属性的强弱与单质和酸置换氢能力的大小有关，还有其与最高价氧化物的水化物—氢氧化物的碱性高低有一定的联系。若是单质与酸或者水极容易发生反应得到氢，那么证明这这种元素的氢氧化物碱性较大，所以金属性就较强，与之相反则金属性较弱。而元素非金属性的强弱判断，主要依靠最高价氧化物水化物的酸性大小，或跟氢气生成气态氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性来判断。若是其水化物的酸性较大，那么这种元素的非金屬性较强，反之则弱。

根据教材中所表述的定义可以发现，其中没有将单独原子与原子反应后化合物的变化规律加以区分。但是事实上，元素单质置换氢的过程主要是其在产生水合离子的能力高低，与其金属性的强弱没有直接必然的联系。通过上文分析可知，比较金属性与非金属性的强弱，可以用标准电极电势来判断，电极电势越小，金属活动性越强，反之则越弱。由于金属活动性与电势的变化有关。所以，一般情况下，金属活动性与金属性成正比，但是仅仅限于一般情况而言。

碱金属电离能排序是Li最大到Cs最小，标准电极电势却是从Na到Cs逐渐递减，可是Li的标准电极电势低于比Cs，这是因为Li的半径相对来说比较小，易与水分子结合生成水合离子而释放出较多能量所造成的。

3  关于元素金属性与非金属性准确表述的参考

由于各个方面的局限性，高中化学课本对于上文所概述的问题没有办法一一进行对比修改，但是，在现今的高中化学课本中需要体现出这些定义的议论性，真理是一种相对的学术观念，它无时无刻不在发生变化，通过科学家以及相关人士的不断研究，我国高中化学课本也随之不断地完善，但是其中仍旧存在诸多不确定的化学定律，这些具有不确定性的定义在一定程度上影响了学生对于化学问题的思考方向，并且某些设定会对学生的延伸性思考产生局限。以此文金属性与非金属性为例，上文通过几种案例说了在高中化学教材中对其定义不严谨的几个方面，这些问题对于学生的影响是无法忽视的。所以，在不改变整体框架的前提下，需要在高中化学教材中对金属性与非金属性的变化规律与强弱递进的性质描述中添加“可能”“一般情况下”“普遍”等词语。拒绝既定的性质定义，将其表述为一般情况下可能会发生的事件，而不是必然会出现的现象。由于化学知识的体系较为庞大，所涉及到的化学变化过于抽象，化学理论的决定基本完全依赖于相关实验，理论上的知识对于未知的预测能力有限，所以其中所发生的各种现象不能使用过于严谨的表述，这样能够为学生思考化学问题提供相对较大的空间，能够使其突破定义的桎梏，调动起学生的学习兴趣，为化学学习留有一定的悬念，能够促进学生在探索真理方面的积极性，从而实现高效教学。

4  结语

根据上文所述，由于高中化学教学需要学生有一定的逻辑思维能力，能够对于金属性与非金属性在书本中的定义展开思考，分析其中不严谨的部分，并且加以验证，对于这些定义不全面、语言描述存在漏洞的部分进行着重探讨，选择合适的表述方式对具有不确定性质的定义进行修改，避免学生根据书本中所写的内容进行思考，从而对其思维能力的发展产生了局限性。高中化学作为一门与实际生活息息相关的学科，其中所涉及到的性质定义不计其数，学生在学习过程中需要对其规律进行深度思考，该文通过对金属性与非金属性的性质进行了分析研究，以实践证实了其不足之处，所以，希望日后在高中化学教材编写方面能够针对此类问题进行整改，以此丰富学生的教材内容，推动我国教育事业的蓬勃发展。

参考文献

[1] 孙元成.金属性的比较与高中化学多知识模块的衔接探析[J].延边教育学院学报，2018，32（5）：129-131.

[2] 汪传飞.高中化学教学中元素金属性和元素非金属性强弱比较的研究[J].西部素质教育，2016，2（8）：167.

[3] 石华军.基于化学史教育的化学教学设计研究与实践[D].山东师范大学，2013.